JP5226292B2 - Tandem time-of-flight mass spectrometry - Google Patents

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Description

本発明は、微量化合物の定量分析、定性一斉分析、および試料イオンの構造解析分野に用いられるタンデム型飛行時間型質量分析法に関する。   The present invention relates to a tandem time-of-flight mass spectrometry method used in the field of quantitative analysis, qualitative simultaneous analysis of trace compounds, and structural analysis of sample ions.

[飛行時間型質量分析計(TOFMS)]
TOFMSは、一定量のエネルギーを与えてイオンを加速・飛行させ、検出器に到達するまでに要する時間からイオンの質量電荷比を求める質量分析装置である。TOFMSでは、イオンを一定のパルス電圧Vaで加速する。このとき、イオンの速度vは、エネルギー保存則から、
mv2/2 = qeVa ………(1)
v = √(2qeV/m) ………(2)
と表わされる(ただしm:イオンの質量、q:イオンの電荷、e:素電荷)。
[Time of Flight Mass Spectrometer (TOFMS)]
TOFMS is a mass spectrometer that determines the mass-to-charge ratio of ions from the time it takes to reach a detector by accelerating and flying ions with a certain amount of energy. In TOFMS, ions are accelerated with a constant pulse voltage Va. At this time, the ion velocity v is calculated from the energy conservation law.
mv 2/2 = qeV a ......... (1)
v = √ (2qeV / m) (2)
Where m: ion mass, q: ion charge, e: elementary charge.

一定距離Lの後に置いた検出器には、飛行時間Tで到達する。   A detector placed after a certain distance L arrives at a flight time T.

T = L/v = L√(m/2qeV) ………(3)
式(3)により、飛行時間Tがイオンの質量mによって異なることを利用して、質量を分離する装置がTOFMSである。図1に直線型TOFMSの一例を示す。また、イオン源と検出器の間に反射場を置くことにより、エネルギー収束性の向上と飛行距離の延長を可能にする反射型TOFMSも広く利用されている。図2に反射型TOFMSの一例を示す。
T = L / v = L√ (m / 2qeV) (3)
TOFMS is a device that separates masses by using the fact that the time of flight T varies depending on the mass m of ions according to equation (3). FIG. 1 shows an example of a linear TOFMS. Reflective TOFMS is also widely used, which can improve energy convergence and extend flight distance by placing a reflection field between the ion source and the detector. FIG. 2 shows an example of a reflective TOFMS.

[らせん軌道TOFMS]
TOFMSの質量分解能は、総飛行時間をT、ピーク幅をΔTとすると、
質量分解能 = T/2ΔT ………(4)
で定義される。すなわち、ピーク幅ΔTを一定にして、総飛行時間Tを延ばすことができれば、質量分解能を向上させられる。しかし、従来の直線型、反射型のTOFMSでは、総飛行時間Tを延ばすこと、すなわち総飛行距離を延ばすことは装置の大型化に直結する。装置の大型化を避け、かつ高質量分解能を実現するために開発された装置が、多重周回型TOFMS(非特許文献1)である。この装置は、円筒電場にマツダプレートを組み合わせたトロイダル電場を4個用い、8の字型の周回軌道を多重周回させることにより、総飛行時間Tを延ばすことができる。この装置では、初期位置、初期角度、初期運動エネルギーによる検出面での空間的な広がりと時間的な広がりを1次の項まで収束させることに成功している。
[Helix orbit TOFMS]
The mass resolution of TOFMS is T, where total flight time is T and peak width is ΔT.
Mass resolution = T / 2ΔT (4)
Defined by That is, if the peak width ΔT is kept constant and the total flight time T can be extended, the mass resolution can be improved. However, in the conventional linear and reflective TOFMS, extending the total flight time T, that is, extending the total flight distance directly leads to an increase in the size of the apparatus. A multi-circular TOFMS (Non-Patent Document 1) is an apparatus developed to avoid an increase in the size of the apparatus and achieve high mass resolution. This apparatus can extend the total flight time T by using four toroidal electric fields combining a Mazda plate with a cylindrical electric field and by making multiple rounds of an 8-shaped orbit. In this apparatus, the spatial extent and temporal extent on the detection surface due to the initial position, initial angle, and initial kinetic energy are successfully converged to the first order term.

しかし、閉軌道を多重周回するTOFMSには、「追い越し」の問題が存在する。これは閉軌道を多重周回するため、軽いイオン(速度大きい)が重いイオン(速度小さい)を追い越してしまうことにより起こる。このため、検出面に軽いイオンから順に到着するというTOFMSの基本概念が通用しなくなる。   However, TOFMS that makes multiple rounds of closed orbits has the problem of “overtaking”. This occurs because light ions (high speed) overtake heavy ions (low speed) because they orbit around the closed orbit. For this reason, the basic concept of TOFMS, which arrives in order from light ions to the detection surface, does not work.

この問題を解決するために考案されたのが、らせん軌道型TOFMSである。らせん軌道型TOFMSは、閉軌道の始点と終点を閉軌道面に対して垂直方向にずらすことを特徴としている。これを実現するためには、イオンをはじめから斜めに入射する方法(特許文献1)や、デフレクタを用いて閉軌道の始点と終点を垂直方向にずらす方法(特許文献2)、積層トロイダル電場を用いる方法(特許文献3)がある。   The helical orbital TOFMS was devised to solve this problem. The helical trajectory type TOFMS is characterized by shifting the start and end points of the closed orbit in the direction perpendicular to the closed orbit plane. In order to realize this, a method in which ions are incident obliquely from the beginning (Patent Document 1), a method in which the start point and end point of a closed orbit are shifted in a vertical direction using a deflector (Patent Document 2), and a laminated toroidal electric field are There is a method used (Patent Document 3).

また、同様のコンセプトとして、追い越しの起こる多重反射型TOFMS(特許文献4)の軌道をジグザグ型にしたTOFMSも考案されている(特許文献5)。   As a similar concept, a TOFMS in which the trajectory of a multiple reflection type TOFMS (Patent Document 4) in which overtaking occurs is made into a zigzag type has also been devised (Patent Document 5).

[MALDI法と遅延引き出し法]
MALDI法は、使用するレーザー光波長に吸収帯をもつマトリックス(液体や結晶性化合物、金属粉など)に試料を混合溶解させて固化し、これにレーザー照射して試料を気化あるいはイオン化させる方法である。MALDI法に代表されるレーザーによるイオン化では、イオン生成時の初期エネルギー分布が大きくこれを時間収束させるため、遅延引き出し法がほとんどの場合で用いられる。これは、レーザー照射より数百nsec遅れてパルサー電圧を印加する方法である。
[MALDI method and delayed extraction method]
The MALDI method is a method in which a sample is mixed and dissolved in a matrix (liquid, crystalline compound, metal powder, etc.) that has an absorption band at the wavelength of the laser light to be used, and then the sample is vaporized or ionized by laser irradiation. is there. In ionization with a laser represented by the MALDI method, a delayed extraction method is used in most cases because the initial energy distribution at the time of ion generation is large and this is converged in time. This is a method in which a pulsar voltage is applied with a delay of several hundred nsec from laser irradiation.

一般的なMALDIイオン源と遅延引き出し法の概念図を図3に示す。サンプルプレート上に、マトリックス(液体や結晶性化合物、金属粉など)に試料を混合溶解させて固化したサンプルを載せる。サンプルの状態が観察できるように、レンズ2、ミラー2、CCDカメラを配置している。レンズ1、ミラー1によりレーザーをサンプルに照射し、サンプルを気化あるいはイオン化する。生成したイオンは、中間電極1、ベース電極に印加された電圧により加速され質量分析部に導入される。   A conceptual diagram of a general MALDI ion source and delayed extraction method is shown in FIG. A sample obtained by mixing and dissolving a sample in a matrix (liquid, crystalline compound, metal powder, etc.) is placed on the sample plate. A lens 2, a mirror 2, and a CCD camera are arranged so that the state of the sample can be observed. A sample is irradiated with a laser by a lens 1 and a mirror 1 to vaporize or ionize the sample. The generated ions are accelerated by the voltage applied to the intermediate electrode 1 and the base electrode and introduced into the mass spectrometer.

次に遅延引き出し法の飛行時間測定のシーケンスを図3に合わせて示す。まず、中間電極1とサンプルプレートの電位を同電位Vsにしておく。次にレーザー発振を知らせるレーザーからの信号を受けてから、数百nsec後に中間電極1の電位Vsを高速で電位V1に変化させ、サンプルプレートと中間電極1の間に電位勾配を作り、生成したイオンを加速させる。飛行時間計測の開始時間は、パルサーの立ち上がり時間と同期させる。   Next, the sequence of time-of-flight measurement using the delay extraction method is shown in FIG. First, the potential of the intermediate electrode 1 and the sample plate are set to the same potential Vs. Next, after receiving a signal from the laser to inform the laser oscillation, the potential Vs of the intermediate electrode 1 is changed to the potential V1 at high speed after several hundred nsec, and a potential gradient is created between the sample plate and the intermediate electrode 1 Accelerate ions. The start time of flight time measurement is synchronized with the rise time of the pulsar.

[垂直加速TOFMS]
MALDI法は、パルス的にイオンを生成するため、TOFMSとの相性が非常に良い。しかしながら、質量分析法のイオン化法には、電子衝撃(EI)、化学イオン化(CI)、エレクトロスプレー(ESI)、大気圧化学イオン化(APCI)といった連続的にイオンを生成するイオン化法も数多くある。これらのイオン化法とTOFMSを組み合わせるために開発されたのがOrthogonal Acceleration(垂直加速法)である。
[Vertical acceleration TOFMS]
Since the MALDI method generates ions in a pulsed manner, it is very compatible with TOFMS. However, there are many ionization methods for mass spectrometry such as electron impact (EI), chemical ionization (CI), electrospray (ESI), and atmospheric pressure chemical ionization (APCI). Orthogonal Acceleration (vertical acceleration method) was developed to combine these ionization methods with TOFMS.

図4に垂直加速法を用いたTOFMS(以下垂直加速型TOFMS)の概念図を示す。連続的にイオンを生成するイオン源から生成したイオンビームは、数十eVの運動エネルギーで垂直加速部に連続的に輸送される。垂直加速部では十kV程度のパルス電圧を印加し、イオンをイオン源からの輸送方向に対して垂直方向に加速する。パルス電圧印加後、イオンが検出器に到達するまでの時間が、イオンの質量により異なることから、質量分離を行なう。   FIG. 4 shows a conceptual diagram of TOFMS using the vertical acceleration method (hereinafter, referred to as vertical acceleration type TOFMS). An ion beam generated from an ion source that continuously generates ions is continuously transported to the vertical acceleration unit with a kinetic energy of several tens of eV. In the vertical acceleration section, a pulse voltage of about 10 kV is applied to accelerate ions in a direction perpendicular to the transport direction from the ion source. After the pulse voltage is applied, the time until the ions reach the detector varies depending on the mass of the ions, so that mass separation is performed.

[MS/MS測定とTOF/TOF装置]
一般的な質量分析では、イオン源で生成したイオン群を質量分析部にてm/z値ごとに分離し検出する。結果は各イオンのm/z値および相対強度をグラフ化したマススペクトルという形で表わされ、このとき得られる情報は質量のみである。以下、この測定を後述のMS/MS測定に対し、MS測定と呼ぶ。これに対し、イオン源で生成した特定のイオンを初段のMS装置で選択し(選択されたイオンはプリカーサイオンと呼ばれる)、そのイオンを自発的または強制的に開裂させ、生成したイオン群(開裂生成したイオンはプロダクトイオンと呼ばれる)を後段のMS装置で質量分析するMS/MS測定があり、それが可能な装置をMS/MS装置と呼ぶ。
[MS / MS measurement and TOF / TOF equipment]
In general mass spectrometry, ions generated by an ion source are separated and detected for each m / z value by a mass analyzer. The result is expressed in the form of a mass spectrum in which the m / z value and relative intensity of each ion are graphed, and the information obtained at this time is only the mass. Hereinafter, this measurement is referred to as MS measurement with respect to the MS / MS measurement described later. On the other hand, specific ions generated in the ion source are selected by the first-stage MS device (the selected ions are called precursor ions), and the ions are spontaneously or forcibly cleaved, and the generated ions (cleavage) The generated ions are called product ions). MS / MS measurement is performed by mass analysis using a subsequent MS apparatus. An apparatus capable of this is called an MS / MS apparatus.

MS/MS測定では、プリカーサイオンのm/z値と複数の開裂経路で生成するプロダクトイオンのm/z値、相対強度情報が得られるため、プリカーサイオンの構造情報を得ることができる(図5)。TOFMSを2台直列接続したMS/MS装置は、一般的にTOF/TOFと呼ばれ、主にMALDIイオン源を採用した装置に使用されている。従来のTOF/TOFは、図6に示すように、直線型TOFMSと反射型TOFMSで構成される。その間には、プリカーサイオンを選択するためのイオンゲートが設けられ、イオンゲート付近に第1TOFMSの収束点が配置される。   In the MS / MS measurement, the m / z value of the precursor ion, the m / z value of the product ion generated by a plurality of cleavage paths, and the relative intensity information are obtained, so that the structure information of the precursor ion can be obtained (FIG. 5). ). An MS / MS system in which two TOFMSs are connected in series is generally called TOF / TOF, and is mainly used in systems that employ a MALDI ion source. As shown in FIG. 6, a conventional TOF / TOF is composed of a linear TOFMS and a reflective TOFMS. In the meantime, an ion gate for selecting a precursor ion is provided, and a convergence point of the first TOFMS is arranged in the vicinity of the ion gate.

プリカーサイオンは、自発的に開裂する場合や、第1TOFMSもしくは第2TOFMSの反射場以前に配置された衝突室において強制的に開裂させられる。開裂生成したプロダクトイオンの運動エネルギーは、プロダクトの質量に比例して配分され、
p = Ui×m/M ………(5)
(ただしUp:プロダクトイオンの運動エネルギー、Ui:プリカーサイオンの運動エネルギー、m:プロダクトイオンの質量、M:プリカーサイオンの質量)となる。反射場を含む第2TOFMSでは、質量および運動エネルギーにより飛行時間が異なるため、プロダクトイオンを質量分析することができる。
The precursor ion is forcibly cleaved when it is spontaneously cleaved or in a collision chamber arranged before the reflection field of the first TOFMS or the second TOFMS. The kinetic energy of the cleavage product ions is distributed in proportion to the mass of the product,
U p = U i × m / M (5)
Where U p is the kinetic energy of the product ion, U i is the kinetic energy of the precursor ion, m is the mass of the product ion, and M is the mass of the precursor ion. In the second TOFMS including the reflection field, the time of flight varies depending on the mass and kinetic energy, so that the product ion can be subjected to mass analysis.

M. Toyoda, D. Okumura, M. Ishihara and I. Katakuse, J. Mass Spectrom., 2003, 38, pp. 1125-1142.M. Toyoda, D. Okumura, M. Ishihara and I. Katakuse, J. Mass Spectrom., 2003, 38, pp. 1125-1142. 特開2000−243345号公報JP 2000-243345 A 特開2003−86129号公報JP 2003-86129 A 特開2006−12782号公報JP 2006-12782 A 英国特許第2080021号公報British Patent No. 2080021 国際公開第2005/001878号パンフレットInternational Publication No. 2005/001878 Pamphlet 特開2005−302728号公報JP 2005-302728 A 米国特許第6441369号公報U.S. Pat. No. 6,441,369 米国特許第6300627号公報US Pat. No. 6,300,567 米国特許第4625112号公報U.S. Pat. No. 4,625,112 特開2006−196216号公報JP 2006-196216 A

[従来技術の問題点]
一般的にサンプルイオンでは、サンプルイオンを構成する炭素、酸素、窒素、水素などに同位体が存在するため、その組み合わせによって、サンプルイオンの質量が複数種存在することになる。質量スペクトルに現れる同じ分子で質量の異なるピークの一群を一般的に「同位体ピーク」と呼ぶ。Angiotensin I(C62901714)の例を図7に示す。図7より、1unit(unitは12Cの質量を12unitと定義した質量単位)間隔でいくつかのイオンが存在することが分かる。その中で一番質量の小さい、すなわち12C、16O、14N、1H等、単一同位体のみで構成されるピークは、「モノアイソトピックイオン」と呼ばれる。
[Problems of conventional technology]
Generally, in sample ions, isotopes are present in carbon, oxygen, nitrogen, hydrogen, and the like constituting the sample ions, so that there are multiple types of sample ion masses depending on the combination. A group of peaks of the same molecule that appear in the mass spectrum but different in mass is generally referred to as an “isotope peak”. An example of Angiotensin I (C 62 H 90 N 17 O 14 ) is shown in FIG. From FIG. 7, it can be seen that some ions exist at intervals of 1 unit (unit is a mass unit in which the mass of 12 C is defined as 12 units). A peak having the smallest mass, that is, only a single isotope such as 12 C, 16 O, 14 N, 1 H, etc. is called a “monoisotopic ion”.

さて従来のように第1TOFMSにリニア型TOFMSを採用した場合、その飛行距離を数百mm程度しか取ることができない。この程度の飛行距離では、同位体ピーク間の飛行時間差は十nsec以下であり、イオンゲートの切り替えスピードを考えると、高選択性を望むことは不可能であり、複数の同位体イオンを通過させることになる。しかしながら、複数の同位体イオンを選択すると大きな問題が起こる。以下にその説明を行なう。   Now, when the linear TOFMS is adopted as the first TOFMS as in the prior art, the flight distance can only be about several hundred mm. At such a flight distance, the flight time difference between the isotope peaks is less than 10 nsec, and considering the switching speed of the ion gate, it is impossible to achieve high selectivity, and a plurality of isotope ions are allowed to pass. It will be. However, selecting a plurality of isotope ions presents a major problem. This will be described below.

仮に反射電場を含む第2TOFMSが完全にエネルギー収束を満たす系(プロダクトイオンの運動エネルギーの違いによって飛行時間が変化しない系)だとすると、第1TOFMSを通過する時間はプリカーサイオンの質量に依存し、第2TOFMSの飛行時間はプロダクトイオンの質量に依存した値となる。   If the second TOFMS including the reflected electric field is a system that fully satisfies energy convergence (a system in which the flight time does not change due to the difference in kinetic energy of product ions), the time to pass through the first TOFMS depends on the mass of the precursor ion, and the second TOFMS The flight time of is dependent on the mass of product ions.

ここで話を簡単にするため、ある1価のプリカーサイオンからそれぞれ2種類の同位体を持つ1価の電荷を持つプロダクトイオンと中性粒子に開裂する場合を考える(表1、2参照)   To simplify the discussion here, consider the case where a monovalent precursor ion is cleaved into a monovalent charged product ion having two isotopes and neutral particles (see Tables 1 and 2).

Figure 0005226292
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Figure 0005226292
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開裂前は、プロダクトイオンと中性粒子が結合していたため、プリカーサイオンの組み合わせは16通り(表3)であるが、質量としては7通り(M、M+1、M+2、M+3、M+4、M+5、M+6:ただし、M=m+n)となる。それぞれの開裂種の検出器への到達時間は、第1TOFMSにおける質量Xのプリカーサイオンの飛行時間をT1,X、第2TOFMSにおける質量Yのプロダクトイオンの飛行時間をT2,Yとすると、両者の和(T1,X+T2,Y)となる。 Before the cleavage, product ions and neutral particles were bonded, so there are 16 combinations of precursor ions (Table 3), but there are 7 masses (M, M + 1, M + 2, M + 3, M + 4, M + 5, M + 6). : However, M = m + n). The arrival time of each cleavage species to the detector is defined as follows. The flight time of the precursor ion of mass X in the first TOFMS is T1 , X , and the flight time of the product ion of mass Y in the second TOFMS is T2 , Y. (T1 , X + T2 , Y ).

また強度比は、それぞれの場合のプロダクトイオンと中性粒子の強度比の掛け算で表わされる。簡単のため、Rm:Rm+1:Rm+2:Rm+3=Rn:Rn+1:Rn+2:Rn+3=0.4:0.3:0.2:0.1とすると、各組み合わせの強度比とプリカーサイオンの同位体ピーク比は表3のようになる。 The intensity ratio is expressed by multiplying the intensity ratio of the product ion and neutral particles in each case. For simplicity, R m: R m + 1 : R m + 2: R m + 3 = R n: R n + 1: R n + 2: R n + 3 = 0.4: 0.3: 0. Assuming 2: 0.1, the intensity ratio of each combination and the isotope peak ratio of the precursor ion are as shown in Table 3.

Figure 0005226292
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表3をプロダクトイオンの視点から見ると、表4のようになる。   Looking at Table 3 from the product ion perspective, it looks like Table 4.

Figure 0005226292
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質量m近傍のプロダクトイオンスペクトルは図8のようになる。ただし、ΔT1は第1TOFMSにおけるプリカーサイオンの同位体ピーク間の飛行時間差、ΔT2は第2TOFMSにおけるプロダクトイオンの同位体イオン間の飛行時間差である。それぞれの同位体間の飛行時間差は、ほぼ同じと考える。 The product ion spectrum near the mass m is as shown in FIG. Where ΔT 1 is the time difference between the isotope peaks of the precursor ions in the first TOFMS, and ΔT 2 is the time difference between the isotope ions of the product ions in the second TOFMS. The time difference of flight between each isotope is considered to be almost the same.

図8に示されるように、プリカーサイオンの質量が異なるために、同じ質量であるプロダクトイオン(例えば、1、2、4、7)間の飛行時間がずれることになる。現実的には、ピークには幅があるため、ピーク2はピーク1の裾の広がりになる場合や、ピーク1とピーク3の間のベースラインの盛り上がりとなったりする。どちらにしても、プロダクトイオンの高い質量精度を得ることはできない。   As shown in FIG. 8, since the masses of the precursor ions are different, the time of flight between product ions (for example, 1, 2, 4, 7) having the same mass is shifted. Actually, since the peak has a width, the peak 2 may be the base of the peak 1 or the base line between the peak 1 and the peak 3 may rise. Either way, high mass accuracy of product ions cannot be obtained.

この問題を解決するための有効な方法のひとつとして、プリカーサイオンのモノアイソトピックイオンのみを選択することが考えられる。プリカーサイオンにモノアイソトピックイオンを選択すると、そこから開裂生成するイオンもモノアイソトピックイオンのみとなり、同位体ピークの影響を排除でき、スペクトルの解釈が簡単になる上、質量精度も向上させることができる。   One effective method for solving this problem is to select only the precursor monoisotopic ion. When a monoisotopic ion is selected as the precursor ion, the only ions that can be cleaved from it are the monoisotopic ions, eliminating the effects of isotope peaks, simplifying the interpretation of spectra, and improving mass accuracy. it can.

らせん軌道型TOFMSは、1周回ごとに時間および空間収束性を有しているため、MALDI法と垂直加速法のどちらの場合においても、らせん軌道型TOFMSの軌道内に一度中間収束点を作る。その距離は、直線型TOFMSのときの中間収束点までの距離に比べ同等以下であり、MALDI法の遅延時間のように、イオン源由来で中間収束点での時間収束性に影響を与える要因は同程度以下に抑えられる。   Since the helical trajectory TOFMS has time and space convergence for each round, an intermediate convergence point is once created in the trajectory of the spiral trajectory TOFMS in both cases of the MALDI method and the vertical acceleration method. The distance is less than or equal to the distance to the intermediate convergence point in the case of linear TOFMS. Like the delay time of the MALDI method, the factors affecting the time convergence at the intermediate convergence point derived from the ion source are Less than the same level.

更にらせん軌道型TOFMSは、周回数が増えても中間収束点での状態を保持できるため、時間収束性を保ったまま、第1TOFMSの飛行距離を50〜100倍程度伸ばすことができる。すなわち、プリカーサイオンの同位体イオン間の飛行時間差を50〜100倍程度伸ばすことができ、ひとつの同位体イオンのみを選択することができる。   Furthermore, since the helical trajectory type TOFMS can maintain the state at the intermediate convergence point even if the number of laps increases, the flight distance of the first TOFMS can be increased by about 50 to 100 times while maintaining the time convergence. That is, the time-of-flight difference between isotope ions of the precursor ion can be increased by about 50 to 100 times, and only one isotope ion can be selected.

しかしながら、プリカーサイオンの質量が大きくなるに従って、モノアイソトピックイオンの同位体イオン全体に占める割合は小さくなる。そのため、質量の大きなイオンの場合、上述のような方法を採用すると、プロダクトイオンの感度が悪くなる問題がある。また、サンプルの種類によっては、プリカーサイオンやプロダクトイオンの同位体イオンの存在比が構造決定に重要な意味を持つものも存在するが、プリカーサイオンとしてモノアイソトピックイオンのみを選択しては、プロダクトイオンにおける同位体イオンの存在比情報が失われる問題がある。   However, as the mass of the precursor ion increases, the proportion of monoisotopic ions in the total isotope ions decreases. Therefore, in the case of ions having a large mass, there is a problem that the sensitivity of product ions is deteriorated when the above-described method is employed. Depending on the type of sample, the presence ratio of precursor ions and isotope ions of product ions may have an important meaning for structure determination. However, if only monoisotopic ions are selected as precursor ions, There is a problem that abundance information of isotope ions in ions is lost.

本発明の目的は、上述した点に鑑み、上記問題を解決する方法を提案することである。らせん軌道型TOFMSを第1TOFMSに採用することにより、イオンゲートによって各同位体イオンをそれぞれ選択し、MS/MS測定を行なうことが可能である。しかしながら、主要な同位体イオンをプリカーサイオンとして選択する場合、加速電圧や扇形電場電圧を同じ条件に設定して測定すると、各同位体イオンの第1TOFMSの飛行時間が異なるので、従来技術で説明したような、スペクトル解析が複雑になるという問題が発生する。   An object of the present invention is to propose a method for solving the above problems in view of the above-mentioned points. By adopting helical TOFMS as the first TOFMS, it is possible to select each isotope ion by ion gate and perform MS / MS measurement. However, when the main isotope ions are selected as the precursor ions, the time of flight of the first TOFMS of each isotope ion is different if the acceleration voltage and sector electric field voltage are set under the same conditions. Such a problem arises that the spectrum analysis becomes complicated.

そこで、主要な同位体イオンをプリカーサイオンとしてプロダクトイオンを取得する際に、加速電圧や扇形電場電圧を異ならせて、第1TOFMSの飛行時間が同じになるように調整する。第2TOFMSは広い運動エネルギー収束性を有しているため、この調整によるわずかな運動エネルギーの差を吸収することができる。また、第2TOFMSは広い運動エネルギー収束性を有しているため、m/z値が同じで運動エネルギーが異なるプロダクトイオンは、同時に検出器に到着する。そのため、マススペクトルをそのまま足し合わせることができる。   Therefore, when obtaining product ions using the main isotope ions as precursor ions, the acceleration voltage and the electric sector voltage are varied to adjust the flight time of the first TOFMS to be the same. Since the second TOFMS has a wide kinetic energy convergence, it can absorb a slight difference in kinetic energy due to this adjustment. Further, since the second TOFMS has a wide kinetic energy convergence, product ions having the same m / z value but different kinetic energies arrive at the detector at the same time. Therefore, the mass spectra can be added together.

その結果、プリカーサイオンとしてモノアイソトピックイオンのみを選択したときに、質量の大きなイオンの場合に感度が低下したり、プロダクトイオンにおける同位体イオンの存在比情報が失われたりする問題を解決することができる。   As a result, when only a monoisotopic ion is selected as a precursor ion, the sensitivity decreases in the case of an ion with a large mass, and the abundance information of the isotope ion in the product ion is lost. Can do.

この目的を達成するため、本発明にかかるタンデム型飛行時間型質量分析法は、
サンプルをイオン化するイオン源と、
生成したイオンをパルス的に加速する加速手段と、
飛行時間型イオン光学系と
で構成され、加速されたイオンを飛行させる第1の飛行時間型質量分析装置と、
該第1の飛行時間型質量分析装置で質量分離されたイオンの中から所定の質量電荷比を持つイオンのみを選択するイオンゲートと、
該イオンゲートの後段に配置され、開裂したイオンの質量を分析する第2の飛行時間型質量分析装置と、
該第2の飛行時間型質量分析装置を通過したイオンを検出する検出器と
を備えたタンデム型飛行時間型質量分析装置の質量分析法において、
前記イオンの複数の同位体イオンを前記イオンゲートで1つずつ選択し、開裂させてプロダクトイオンを測定する際に、各同位体イオンが同じ飛行時間で前記第1の飛行時間型質量分析装置を通過できるように、前記第1の飛行時間型質量分析装置の加速電圧および/または飛行時間型イオン光学系の設定電圧を微調整し、その結果、各同位体イオンの飛行時間がその質量の違いにも関わらず同じ時間となるようにして各プロダクトイオンスペクトルを取得する第1の工程、
取得された各同位体イオン由来のプロダクトイオンスペクトルを同じ飛行時間同士で重畳させて足し合わせ、全体のプロダクトイオンスペクトルを合成する第2の工程、
合成されたプロダクトイオンスペクトルの飛行時間軸を質量軸に変換する第3の工程
を備えたことを特徴としている。
In order to achieve this object, a tandem time-of-flight mass spectrometry method according to the present invention includes:
An ion source for ionizing the sample;
Accelerating means for accelerating the generated ions in a pulsed manner;
A first time-of-flight mass spectrometer configured with a time-of-flight ion optical system and flying accelerated ions;
An ion gate that selects only ions having a predetermined mass-to-charge ratio from ions mass-separated by the first time-of-flight mass spectrometer;
A second time-of-flight mass spectrometer that is disposed downstream of the ion gate and analyzes the mass of cleaved ions;
In the mass spectrometry of the tandem time-of-flight mass spectrometer, comprising a detector that detects ions that have passed through the second time-of-flight mass spectrometer.
When the plurality of isotope ions of the ions are selected one by one by the ion gate and cleaved to measure the product ions, the first time-of-flight mass spectrometer is measured in the same flight time. The acceleration voltage of the first time-of-flight mass spectrometer and / or the set voltage of the time-of-flight ion optical system are finely adjusted so that the time of flight can be passed. Nevertheless, the first step of acquiring each product ion spectrum so as to have the same time,
A second step of synthesizing the entire product ion spectrum by superimposing and adding the acquired product ion spectra derived from each isotope ion at the same time of flight;
A third step of converting the time-of-flight axis of the synthesized product ion spectrum into a mass axis is provided.

また、前記イオン源はMALDIイオン源であることを特徴としている。   Further, the ion source is a MALDI ion source.

また、前記イオン源は連続イオン源、前記加速手段は垂直加速部であり、両者はイオン輸送手段を介して接続されていることを特徴としている。   Further, the ion source is a continuous ion source, the acceleration means is a vertical acceleration section, and both are connected via an ion transport means.

また、前記第2の工程において、各プロダクトイオンスペクトル中の未開裂イオンのピーク強度比が、第1の飛行時間型質量分析装置において質量分離された際の各同位体イオンのピーク強度比と一致するように、それぞれのプロダクトイオンスペクトルに所定の係数を掛けた後に、全体のプロダクトイオンスペクトルを合成することを特徴としている。   In the second step, the peak intensity ratio of uncleaved ions in each product ion spectrum is the same as the peak intensity ratio of each isotope ion when mass-separated in the first time-of-flight mass spectrometer. Thus, after multiplying each product ion spectrum by a predetermined coefficient, the entire product ion spectrum is synthesized.

また、前記第1の飛行時間型質量分析装置は、複数の扇形電場から成る多重周回型飛行時間型質量分析装置であることを特徴としている。   Further, the first time-of-flight mass spectrometer is a multi-turn type time-of-flight mass spectrometer composed of a plurality of sector electric fields.

また、前記第1の飛行時間型質量分析装置は、複数の扇形電場から成るらせん軌道型飛行時間型質量分析装置であることを特徴としている。   In addition, the first time-of-flight mass spectrometer is a spiral orbit type time-of-flight mass spectrometer composed of a plurality of sector electric fields.

本発明のタンデム型飛行時間型質量分析法によれば、
サンプルをイオン化するイオン源と、
生成したイオンをパルス的に加速する加速手段と、
飛行時間型イオン光学系と
で構成され、加速されたイオンを飛行させる第1の飛行時間型質量分析装置と、
該第1の飛行時間型質量分析装置で質量分離されたイオンの中から所定の質量電荷比を持つイオンのみを選択するイオンゲートと、
該イオンゲートの後段に配置され、開裂したイオンの質量を分析する第2の飛行時間型質量分析装置と、
該第2の飛行時間型質量分析装置を通過したイオンを検出する検出器と
を備えたタンデム型飛行時間型質量分析装置の質量分析法において、
前記イオンの複数の同位体イオンを前記イオンゲートで1つずつ選択し、開裂させてプロダクトイオンを測定する際に、各同位体イオンが同じ飛行時間で前記第1の飛行時間型質量分析装置を通過できるように、前記第1の飛行時間型質量分析装置の加速電圧および/または飛行時間型イオン光学系の設定電圧を微調整し、その結果、各同位体イオンの飛行時間がその質量の違いにも関わらず同じ時間となるようにして各プロダクトイオンスペクトルを取得する第1の工程、
取得された各同位体イオン由来のプロダクトイオンスペクトルを同じ飛行時間同士で重畳させて足し合わせ、全体のプロダクトイオンスペクトルを合成する第2の工程、
合成されたプロダクトイオンスペクトルの飛行時間軸を質量軸に変換する第3の工程
を備えたので、
従来のタンデム型飛行時間型質量分析法の欠点を克服した新しいタンデム型飛行時間型質量分析法を提供することが可能になった。
According to the tandem time-of-flight mass spectrometry of the present invention,
An ion source for ionizing the sample;
Accelerating means for accelerating the generated ions in a pulsed manner;
A first time-of-flight mass spectrometer configured with a time-of-flight ion optical system and flying accelerated ions;
An ion gate that selects only ions having a predetermined mass-to-charge ratio from ions mass-separated by the first time-of-flight mass spectrometer;
A second time-of-flight mass spectrometer that is disposed downstream of the ion gate and analyzes the mass of cleaved ions;
In the mass spectrometry of the tandem time-of-flight mass spectrometer, comprising a detector that detects ions that have passed through the second time-of-flight mass spectrometer.
When the plurality of isotope ions of the ions are selected one by one by the ion gate and cleaved to measure the product ions, the first time-of-flight mass spectrometer is measured in the same flight time. The acceleration voltage of the first time-of-flight mass spectrometer and / or the set voltage of the time-of-flight ion optical system are finely adjusted so that the time of flight can be passed. Nevertheless, the first step of acquiring each product ion spectrum so as to have the same time,
A second step of synthesizing the entire product ion spectrum by superimposing and adding the acquired product ion spectra derived from each isotope ion at the same time of flight;
Since the third step of converting the time-of-flight axis of the synthesized product ion spectrum into the mass axis is provided,
It has become possible to provide a new tandem time-of-flight mass spectrometry that has overcome the shortcomings of conventional tandem time-of-flight mass spectrometry.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。本実施例の記述では、4つの扇形電場で構成されるらせん軌道TOFMSを第1TOFに利用した例を挙げるが、同一軌道を多重周回させる多重周回型TOFMSやジグザグ軌道の多重反射型TOFMSについても同様のことが言える。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the description of the present embodiment, an example in which the spiral orbit TOFMS composed of four electric sector electric fields is used as the first TOF will be described. I can say that.

[実施例1]
図9は本発明にかかる第1の実施の形態例を示す図である。(a)は装置をZ方向に見た図、(b)は(a)図の矢印方向(Y方向)から見た図である。図において、11はMALDIイオン源、12はMALDIイオン源11で生成したプリカーサイオンを後段の扇形電場に向けて偏向させるディフレクタ、13〜16はZ方向に多層に積層されて8の字形のらせん軌道型イオン光学系を形作る扇形電場、17はプリカーサイオンを検出する第1検出器、18はプリカーサイオンを選択するイオンゲート、19はプリカーサイオンを開裂させる衝突室、20は衝突室19を通過したイオンが入射される反射場、21は反射場19で反射されたイオンが検出される第2検出器である。
[Example 1]
FIG. 9 is a diagram showing a first embodiment according to the present invention. (A) is the figure which looked at the apparatus to the Z direction, (b) is the figure seen from the arrow direction (Y direction) of (a) figure. In the figure, 11 is a MALDI ion source, 12 is a deflector that deflects the precursor ions generated by the MALDI ion source 11 toward the subsequent electric field, and 13 to 16 are multilayered in the Z direction to form an 8-shaped spiral trajectory. 18 is a first detector that detects a precursor ion, 18 is an ion gate that selects a precursor ion, 19 is a collision chamber that cleaves the precursor ion, and 20 is an ion that has passed through the collision chamber 19. Is a reflected field 21, and 21 is a second detector for detecting ions reflected by the reflected field 19.

このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。まずMALDIイオン源11にてサンプル化合物群をイオン化し、パルス電圧にてイオンを加速する。MALDIイオン源11から出射したイオンは、ディフレクタ12により飛行軌道の角度を調整されて扇形電場13〜16に入射する。   The operation of the apparatus configured as described above will be described as follows. First, the sample compound group is ionized by the MALDI ion source 11, and the ions are accelerated by a pulse voltage. Ions emitted from the MALDI ion source 11 are adjusted in the angle of the flight trajectory by the deflector 12 and enter the sector electric fields 13 to 16.

イオンは第1扇形電場13、第2扇形電場14、第3扇形電場15、第4扇形電場16を順次通過し、1周回する。このとき、Z方向の位置が前周回とずれているため、周回を重ねながらZ方向に移動していく。   The ions sequentially pass through the first sector electric field 13, the second sector electric field 14, the third sector electric field 15, and the fourth sector electric field 16, and make one round. At this time, since the position in the Z direction is deviated from the previous round, it moves in the Z direction while repeating the rounds.

MS測定の場合は、軌道上に配置された第1検出器17を用いてイオンを検出する。MS/MS測定の場合は、第1検出器17をイオンの軌道上から外し、イオンを直進させ、イオンゲート18に向かって飛行させる。   In the case of MS measurement, ions are detected using the first detector 17 arranged on the orbit. In the case of MS / MS measurement, the first detector 17 is removed from the ion trajectory, and the ions are caused to travel straight toward the ion gate 18.

イオンゲート電圧がOFFのとき、イオンはイオンゲート18を通過でき、イオンゲート電圧がONのときは通過できない。そこで、最終周回を終えたイオン群の中で、選択したいプリカーサイオンが通過する時間のみイオンゲート電圧をOFFとし、プリカーサイオンのある同位体ピークを選択する。   When the ion gate voltage is OFF, ions can pass through the ion gate 18 and cannot pass when the ion gate voltage is ON. Therefore, the ion gate voltage is turned off only during the time when the precursor ion to be selected passes through from the ion group that has completed the last round, and the isotope peak having the precursor ion is selected.

選択されたプリカーサイオンは、衝突室19に進入し、衝突室内部の衝突ガスとの衝突で開裂する。開裂しなかったプリカーサイオンおよび開裂したプロダクトイオンは、反射場20を通過し、第2検出器21において検出される。反射場20を折り返す時間は、プリカーサイオンの質量により異なるので、プリカーサイオンおよびプリカーサイオンと各開裂経路ごとのプロダクトイオンを質量分析することができる。   The selected precursor ion enters the collision chamber 19 and is cleaved by collision with the collision gas in the collision chamber. Precursor ions that have not been cleaved and product ions that have been cleaved pass through the reflected field 20 and are detected by the second detector 21. Since the time for turning back the reflection field 20 varies depending on the mass of the precursor ion, mass analysis can be performed on the precursor ion, the precursor ion, and the product ion for each cleavage path.

以上の動作を、プリカーサイオンの主要な同位体イオンを個別に選択して行なう。そのとき、例えば主要な同位体イオンの質量をM=1000、M+1=1001、M+2=1002と考えると、加速電圧が一定の場合、各同位体イオンの第1TOFMSの飛行時間T1,M、T1,M+1、T1,M+2は、式(3)より
1,M+1 = √(1001×T1,M/1000)
1,M+2 = √(1002×T1,M/1000)
となって、わずかに異なる。本発明の目的を達成するために、T1,M=T1,M+1=T1,M+2となるようにするためには、式(3)により質量M+1、M+2のイオンの加速電圧(必要であれば扇形電場電圧)を質量M+1のイオンのときには1001/1000倍、質量M+2のイオンのときには1002/1000倍とすれば良い。
The above operation is performed by individually selecting the main isotope ions of the precursor ions. At this time, for example, assuming that the masses of main isotope ions are M = 1000, M + 1 = 1001, and M + 2 = 1002, when the acceleration voltage is constant, the time of flight T 1, M , T of the first TOFMS of each isotope ion 1, M + 1 and T1 , M + 2 are calculated from the equation (3), T1 , M + 1 = √ (1001 × T1 , M / 1000)
T1 , M + 2 = √ (1002 × T1 , M / 1000)
And slightly different. In order to achieve the object of the present invention, in order to satisfy T1 , M = T1 , M + 1 = T1 , M + 2 , acceleration of ions of masses M + 1 and M + 2 according to equation (3). The voltage (fan electric field voltage if necessary) may be set to 1001/1000 times for mass M + 1 ions and 1002/1000 times for mass M + 2 ions.

このような操作をした場合、同位体イオンごとの運動エネルギーの差は、Mが1000の場合、0.1%、0.2%変化する。質量Mが大きくなるに従って、その差の値は相対的により小さくなる。   When such an operation is performed, the difference in kinetic energy for each isotope ion changes by 0.1% and 0.2% when M is 1000. As the mass M increases, the difference value becomes relatively smaller.

さて、これらの運動エネルギーの変化量は、式(4)で記述した開裂による運動エネルギーの差に比べればはるかに小さく、第2TOFMSのイオンがイオン光学系として開裂による運動エネルギーの変化を収束できるものであれば全く影響はない。そこで、それぞれのプリカーサイオンの同位体ピークを飛行時間的に一致させながら、プロダクトイオンスペクトルを足し合わせれば、解釈が複雑でなく、感度的にも高く、プロダクトイオンの同位体イオンの存在比情報をも含んだマススペクトルを得ることができる。   The amount of change in kinetic energy is much smaller than the difference in kinetic energy due to cleavage described in Equation (4), and the ion of the second TOFMS can converge the change in kinetic energy due to cleavage as an ion optical system. If so, there is no effect. Therefore, if the product ion spectra are added together while matching the isotope peaks of each precursor ion in time of flight, the interpretation is not complicated and the sensitivity is high. Can also be obtained.

[実施例2]
図10は本発明にかかる第2の実施の形態例を示す図である。本実施例の構成は、実施例1の図9と同じである。実施例1では、それぞれの同位体イオンについて加速電圧をスイッチするわけだが、場合によっては、それぞれの同位体イオンについて適切な加速電圧設定がむつかしい場合も考えられる。そのような場合には、まずモノアイソトピックイオンについてMS/MS測定を行ない、それ以外の同位体イオンについては設定加速電圧前後で加速電圧を走査し、MS/MS測定を行なう。モノアイソトピックイオンの飛行時間T2,Mを基準にすれば、T2,M+1とT2,M+2は予想することができ、適切な加速電圧設定であればT1,M=T1,M+1=T1,M+2であるから、各同位体イオンの開裂しなかったプリカーサイオンのトータル飛行時間T1,X+T2,X(X=M+1、M+2、……)は予想できる。走査して得たプロダクトイオンスペクトルの中で、開裂しなかった各プリカーサイオンが予想される飛行時間から許容誤差範囲にあるものを選択し、足し合わせることで、プロダクトイオンスペクトルを合成する。
[Example 2]
FIG. 10 is a diagram showing a second embodiment according to the present invention. The configuration of the present embodiment is the same as that of FIG. In Example 1, the acceleration voltage is switched for each isotope ion. However, depending on the case, it may be difficult to set an appropriate acceleration voltage for each isotope ion. In such a case, MS / MS measurement is first performed for monoisotopic ions, and for other isotope ions, the acceleration voltage is scanned before and after the set acceleration voltage to perform MS / MS measurement. Based on the flight time T 2, M of the monoisotopic ion, T 2, M + 1 and T 2, M + 2 can be predicted, and if the acceleration voltage is set appropriately , T 1, M = Since T1 , M + 1 = T1 , M + 2 , the total flight time T1 , X + T2 , X (X = M + 1, M + 2) of the precursor ions that were not cleaved from each isotope ion , ……) can be expected. Of the product ion spectra obtained by scanning, the precursor ions that have not been cleaved are selected within the allowable error range from the expected flight time, and added together to synthesize the product ion spectrum.

[実施例3]
本実施例の構成と動作は、実施例1や実施例2とほぼ同じであり、プロダクトイオンスペクトルの合成時の動作のみが異なっている。すなわち、プロダクトイオンスペクトルの合成は、複数のスペクトルを取得することによって行なうため、それぞれのスペクトルで強度が異なる可能性がある。そこで合成を行なう際に、第2TOFMSで観測される各プリカーサイオンのピークの強度比がプリカーサイオンの同位体比と一致するように、マススペクトルの強度軸に適当な係数を掛けて足し合わせる。
[Example 3]
The configuration and operation of the present embodiment are almost the same as those of the first and second embodiments, and only the operation during the synthesis of the product ion spectrum is different. That is, since the synthesis of the product ion spectrum is performed by acquiring a plurality of spectra, there is a possibility that the intensity differs in each spectrum. Therefore, when synthesis is performed, an appropriate coefficient is applied to the intensity axis of the mass spectrum so that the peak intensity ratio of each precursor ion observed by the second TOFMS matches the isotope ratio of the precursor ion.

[実施例4]
図11は本発明にかかる第4の実施の形態例を示す図である。(a)は装置をZ方向に見た図、(b)は(a)図の矢印方向(Y方向)から見た図である。図において、31はイオン源、32はイオン源31で生成したプリカーサイオンを輸送するイオンガイドなどのイオン輸送部、33はイオン輸送部32から輸送されてきたプリカーサイオンを垂直方向に加速させる垂直加速部、34は垂直加速部で加速されたプリカーサイオンを後段の扇形電場に向けて偏向させ、後段の扇形電場への入射角度を調整するディフレクタ、35〜38はZ方向に多層に積層されて8の字形のらせん軌道型イオン光学系を形作る扇形電場、39はプリカーサイオンを検出する第1検出器、40はプリカーサイオンを選択するイオンゲート、41はプリカーサイオンを開裂させる衝突室、42は衝突室41を通過したイオンが入射される反射場、43は反射場41で反射されたイオンが検出される第2検出器である。
[Example 4]
FIG. 11 is a diagram showing a fourth embodiment according to the present invention. (A) is the figure which looked at the apparatus to the Z direction, (b) is the figure seen from the arrow direction (Y direction) of (a) figure. In the figure, 31 is an ion source, 32 is an ion transport part such as an ion guide for transporting a precursor ion generated by the ion source 31, and 33 is a vertical acceleration for accelerating the precursor ion transported from the ion transport part 32 in the vertical direction. And 34 are deflectors for deflecting the precursor ions accelerated by the vertical accelerating unit toward the subsequent sector electric field, and deflectors for adjusting the incident angle to the subsequent sector electric field, and 35 to 38 are multilayered in the Z direction. A sectoral electric field that forms a helical orbital ion optical system, 39 is a first detector that detects precursor ions, 40 is an ion gate that selects precursor ions, 41 is a collision chamber that cleaves precursor ions, and 42 is a collision chamber. Reference numeral 43 denotes a reflection field in which ions that have passed through 41 are incident, and reference numeral 43 denotes a second detector that detects ions reflected by the reflection field 41.

本実施例は、MALDIイオン源の代わりに垂直加速法を応用して連続イオン源を接続した点が実施例1〜3と異なっている点であり、他の点は実施例1〜3と同じである。   This embodiment is different from Embodiments 1 to 3 in that a continuous ion source is connected by applying the vertical acceleration method instead of the MALDI ion source, and the other points are the same as those in Embodiments 1 to 3. It is.

飛行時間型質量分析装置のタンデム測定に広く利用できる。   It can be widely used for tandem measurement of time-of-flight mass spectrometers.

従来のリニア型TOFMS装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional linear TOFMS apparatus. 従来の反射型TOFMS装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional reflection type TOFMS apparatus. 従来のMALDIイオン源の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional MALDI ion source. 従来の垂直加速型TOFMS装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional vertical acceleration type TOFMS apparatus. 従来のMS/MS測定の概念図である。It is a conceptual diagram of the conventional MS / MS measurement. 従来のTOF/TOF装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional TOF / TOF apparatus. アンギオテンシンIの同位体ピークとモノアイソトピックピークを示す図である。It is a figure which shows the isotopic peak and monoisotopic peak of angiotensin I. 複数のプリカーサイオンを選択したMS/MS測定の概念図である。FIG. 5 is a conceptual diagram of MS / MS measurement in which a plurality of precursor ions are selected. 本発明にかかるTOF/TOF装置の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the TOF / TOF apparatus concerning this invention. 本発明にかかるTOF/TOF測定方法の一実施例を示す図である。It is a figure which shows one Example of the TOF / TOF measuring method concerning this invention. 本発明にかかるTOF/TOF装置の別の実施例を示す図である。It is a figure which shows another Example of the TOF / TOF apparatus concerning this invention.

符号の説明Explanation of symbols

11:MALDIイオン源、12:ディフレクタ、13:第1の扇形電場、14:第2の扇形電場、15:第3の扇形電場、16:第4の扇形電場、17:第1検出器、18:イオンゲート、19:衝突室、20:反射場、21:第2検出器、31:イオン源、32:イオン輸送部、33:垂直加速部、34:ディフレクタ、35:第1の扇形電場、36:第2の扇形電場、37:第3の扇形電場、38:第4の扇形電場、39:第1検出器、40:イオンゲート、41:衝突室、42:反射場、43:第2検出器 11: MALDI ion source, 12: deflector, 13: first sector electric field, 14: second sector electric field, 15: third sector electric field, 16: fourth sector electric field, 17: first detector, 18 : Ion gate, 19: collision chamber, 20: reflection field, 21: second detector, 31: ion source, 32: ion transport part, 33: vertical acceleration part, 34: deflector, 35: first sector electric field, 36: second sector electric field, 37: third sector electric field, 38: fourth sector electric field, 39: first detector, 40: ion gate, 41: collision chamber, 42: reflection field, 43: second Detector

Claims (6)

サンプルをイオン化するイオン源と、
生成したイオンをパルス的に加速する加速手段と、
飛行時間型イオン光学系と
で構成され、加速されたイオンを飛行させる第1の飛行時間型質量分析装置と、
該第1の飛行時間型質量分析装置で質量分離されたイオンの中から所定の質量電荷比を持つイオンのみを選択するイオンゲートと、
該イオンゲートの後段に配置され、開裂したイオンの質量を分析する第2の飛行時間型質量分析装置と、
該第2の飛行時間型質量分析装置を通過したイオンを検出する検出器と
を備えたタンデム型飛行時間型質量分析装置の質量分析法において、
前記イオンの複数の同位体イオンを前記イオンゲートで1つずつ選択し、開裂させてプロダクトイオンを測定する際に、各同位体イオンが同じ飛行時間で前記第1の飛行時間型質量分析装置を通過できるように、前記第1の飛行時間型質量分析装置の加速電圧および/または飛行時間型イオン光学系の設定電圧を微調整し、その結果、各同位体イオンの飛行時間がその質量の違いにも関わらず同じ時間となるようにして各プロダクトイオンスペクトルを取得する第1の工程、
取得された各同位体イオン由来のプロダクトイオンスペクトルを同じ飛行時間同士で重畳させて足し合わせ、全体のプロダクトイオンスペクトルを合成する第2の工程、
合成されたプロダクトイオンスペクトルの飛行時間軸を質量軸に変換する第3の工程
を備えたことを特徴とするタンデム型飛行時間型質量分析法。
An ion source for ionizing the sample;
Accelerating means for accelerating the generated ions in a pulsed manner;
A first time-of-flight mass spectrometer configured with a time-of-flight ion optical system and flying accelerated ions;
An ion gate that selects only ions having a predetermined mass-to-charge ratio from ions mass-separated by the first time-of-flight mass spectrometer;
A second time-of-flight mass spectrometer that is disposed downstream of the ion gate and analyzes the mass of cleaved ions;
In the mass spectrometry of the tandem time-of-flight mass spectrometer, comprising a detector that detects ions that have passed through the second time-of-flight mass spectrometer.
When the plurality of isotope ions of the ions are selected one by one by the ion gate and cleaved to measure the product ions, the first time-of-flight mass spectrometer is measured in the same flight time. The acceleration voltage of the first time-of-flight mass spectrometer and / or the set voltage of the time-of-flight ion optical system are finely adjusted so that the time of flight can be passed. Nevertheless, the first step of acquiring each product ion spectrum so as to have the same time,
A second step of synthesizing the entire product ion spectrum by superimposing and adding the acquired product ion spectra derived from each isotope ion at the same time of flight;
A tandem time-of-flight mass spectrometry method comprising a third step of converting a time-of-flight axis of a synthesized product ion spectrum into a mass axis.
前記イオン源はMALDIイオン源であることを特徴とする請求項1記載のタンデム型飛行時間型質量分析法。 The tandem time-of-flight mass spectrometry method according to claim 1, wherein the ion source is a MALDI ion source. 前記イオン源は連続イオン源、前記加速手段は垂直加速部であり、両者はイオン輸送手段を介して接続されていることを特徴とする請求項1記載のタンデム型飛行時間型質量分析法。 The tandem time-of-flight mass spectrometry method according to claim 1, wherein the ion source is a continuous ion source, the acceleration means is a vertical acceleration unit, and both are connected via an ion transport means. 前記第2の工程において、各プロダクトイオンスペクトル中の未開裂イオンのピーク強度比が、第1の飛行時間型質量分析装置において質量分離された際の各同位体イオンのピーク強度比と一致するように、それぞれのプロダクトイオンスペクトルに所定の係数を掛けた後に、全体のプロダクトイオンスペクトルを合成することを特徴とする請求項1記載のタンデム型飛行時間型質量分析In the second step, the peak intensity ratio of uncleaved ions in each product ion spectrum is made to coincide with the peak intensity ratio of each isotope ion when mass-separated in the first time-of-flight mass spectrometer. 2. The tandem time-of-flight mass spectrometry method according to claim 1, wherein the entire product ion spectrum is synthesized after multiplying each product ion spectrum by a predetermined coefficient. 前記第1の飛行時間型質量分析装置は、複数の扇形電場から成る多重周回型飛行時間型質量分析装置であることを特徴とする請求項1記載のタンデム型飛行時間型質量分析The tandem time-of-flight mass spectrometer according to claim 1, wherein the first time-of-flight mass spectrometer is a multi-turn type time-of-flight mass spectrometer composed of a plurality of electric sector fields. 前記第1の飛行時間型質量分析装置は、複数の扇形電場から成るらせん軌道型飛行時間型質量分析装置であることを特徴とする請求項1記載のタンデム型飛行時間型質量分析The tandem time-of-flight mass spectrometer according to claim 1, wherein the first time-of-flight mass spectrometer is a spiral orbit type time-of-flight mass spectrometer composed of a plurality of electric sector fields.
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